المرحّلات

[size=21]Relays


A relay is an electrically operated switch. Current flowing through the
coil of the relay creates a magnetic field which attracts a lever and
changes the switch contacts. The coil current can be on or off so relays
have two switch positions and they are double throw (changeover)
switches.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

Relays allow one circuit to switch a second circuit which can be
completely separate from the first. For example a low vol***e battery
circuit can use a relay to switch a 230V AC mains circuit. There is no
electrical connection inside the relay between the two circuits, the
link is magnetic and mechanical.

The coil of a relay passes a relatively large current, typically 30mA
for a 12V relay, but it can be as much as 100mA for relays designed to
operate from lower vol***es. Most ICs (chips) cannot provide this
current and a transistor is usually used to amplify the small IC current
to the larger value required for the relay coil. The maximum output
current for the popular 555 timer IC is 200mA so these devices can
supply relay coils directly without amplification.

Relays are usuallly SPDT or DPDT but they can have many more sets of
switch contacts, for example relays with 4 sets of changeover contacts
are readily available.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

Most relays are designed for PCB mounting but you can solder wires
directly to the pins providing you take care to avoid melting the
plastic case of the relay.
The supplier's catalogue should show you the relay's connections. The
coil will be obvious and it may be connected either way round. Relay
coils produce brief high vol***e 'spikes' when they are switched off and
this can destroy transistors and ICs in the circuit. To prevent damage
you must connect a protection diode across the relay coil.

The animated picture shows a working relay with its coil and switch
contacts. You can see a lever on the left being attracted by magnetism
when the coil is switched on. This lever moves the switch contacts.
There is one set of contacts (SPDT) in the foreground and another behind
them, making the relay DPDT.

The relay's switch connections are usually labelled COM, NC and NO:
• COM = Common, always connect to this, it is the moving part of the
switch.
• NC = Normally Closed, COM is connected to this when the relay coil is
off.
• NO = Normally Open, COM is connected to this when the relay coil is
on.
• Connect to COM and NO if you want the switched circuit to be on when
the relay coil is on.
• Connect to COM and NC if you want the switched circuit to be on when
the relay coil is off.
_____________________________________

Choosing a relay
You need to consider several features when choosing a relay:
1. Physical size and pin arrangement
If you are choosing a relay for an existing PCB you will need to ensure
that its dimensions and pin arrangement are suitable. You should find
this information in the supplier's catalogue.

2. Coil vol***e
The relay's coil vol***e rating and resistance must suit the circuit
powering the relay coil. Many relays have a coil rated for a 12V supply
but 5V and 24V relays are also readily available. Some relays operate
perfectly well with a supply vol***e which is a little lower than their
rated value.

3. Coil resistance
The circuit must be able to supply the current required by the relay
coil. You can use Ohm's law to calculate the current:


Relay coil current = supply vol***e / coil resistance

4. For example: A 12V supply relay with a coil
resistance of 400 passes a current of 30mA. This is OK for a 555 timer
IC (maximum output current 200mA), but it is too much for most ICs and
they will require a transistor to amplify the current.

5. Switch ratings (vol***e and current)
The relay's switch contacts must be suitable for the circuit they are to
control. You will need to check the vol***e and current ratings. Note
that the vol***e rating is usually higher for AC, for example: "5A at
24V DC or 125V AC".

6. Switch contact arrangement (SPDT, DPDT etc)
Most relays are SPDT or DPDT which are often described as "single pole
changeover" (SPCO) or "double pole changeover" (DPCO).
________________________________________

Protection diodes for relays
Transistors and ICs must be protected from the brief high vol***e
produced when a relay coil is switched off. The diagram shows how a
signal diode (eg 1N4148) is connected 'backwards' across the relay coil
to provide this protection.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

Current flowing through a relay coil creates a magnetic field which
collapses suddenly when the current is switched off. The sudden collapse
of the magnetic field induces a brief high vol***e across the relay
coil which is very likely to damage transistors and ICs.
The protection diode allows the induced vol***e to drive a brief
current through the coil (and diode) so the magnetic field dies away
quickly rather than instantly. This prevents the induced vol***e
becoming high enough to cause damage to transistors and ICs.
________________________________________

Reed relays

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

Reed relays consist of a coil surrounding a reed switch. Reed switches
are normally operated with a magnet, but in a reed relay current flows
through the coil to create a magnetic field and close the reed switch.
Reed relays generally have higher coil resistances than standard relays
(1000 for example) and a wide range of supply vol***es (9-20V for
example). They are capable of switching much more rapidly than standard
relays, up to several hundred times per second; but they can only switch
low currents (500mA maximum for example).
The reed relay shown in the photograph will plug into a standard 14-pin
DIL socket ('IC holder').
________________________________________

Relays and transistors compared
Like relays, transistors can be used as an electrically operated switch.
For switching small DC currents (< 1A) at low vol***e they are
usually a better choice than a relay. However transistors cannot switch
AC or high vol***es (such as mains electricity) and they are not usually
a good choice for switching large currents (> 5A). In these cases a
relay will be needed, but note that a low power transistor may still be
needed to switch the current for the relay's coil! The main advan***es
and disadvan***es of relays are listed below:

Advan***es of relays:
• Relays can switch AC and DC, transistors can only switch DC.
• Relays can switch high vol***es, transistors cannot.
• Relays are a better choice for switching large currents (> 5A).
• Relays can switch many contacts at once.

Disadvan***es of relays:
• Relays are bulkier than transistors for switching small currents.
• Relays cannot switch rapidly (except reed relays), transistors can
switch many times per second.
• Relays use more power due to the current flowing through their coil.
• Relays require more current than many ICs can provide, so a low power
transistor may be needed to switch the current for the relay's coil.
.

[/size]

[size=21]المرحّلات


1- تعريف:
هو جهاز يتعرف على أي ظروف تشغيل غير عادية في الدائرة وذلك من خلال قياس
الكميات الكهربية (تيار - جهد - تردد - زاوية الطور) التى تختلف قيمها
عند حدوث الأعطال في الدائرة الكهربية. وتوصل المرحلات بالدوائر الثانوية
لمحولات القياس وعندما يحس المرحل بالعطل يعمل ويغلق دائرة جهاز القطع
والذي يقوم بدوره بفتح الدائرة الكهربية. ويعمل المرحل على أساس ضرورة
اكتشاف الظروف الغير مرغوب فيها خلال المناطق المحددة ويعمل المرحل على فصل
المنطقة المتأثرة بالعطل وذلك لتجنب حدوث تدمير للأشخاص والمعدات وذلك عن
طريق تشغيل قواطع الدائرة المناسبة.


2- المتطلبات الأساسية للمرحلات Basic
requirements of Relays
بالنظر للنتائج المتوقع حدوثها ، يجب أن يتم تصميم نظم الوقاية حتى تحقق
عدد من المتطلبات الهامة وتشمل:
1-الاعتمادية Reliability:
للحكم على نظام وقاية بأنه نظام يعتمد عليه (موثوق فيه) عندما يشمل كل من:
* ضمان تصرف النظام بطريقة صحيحة خلال الأعطال وهو ما يطلق عليه الثقة
* ضمان عدم تشغيل نظام الوقاية فى حالة عدم الحاجة وهو ما يطلق عليه الأمان
وهذا يعني أن الاعتمادية على نظام الوقاية تتحقق عندما يتصرف بطريقة سليمة
تحت ظروف النظم الغير ملائمة والظروف البيئية المحيطة.
2- الســـرعة Speed:
بمعني أنه يجب أن تستجيب المرحلات للظروف الغير طبيعية فى أقل وقت ممكن ،
وهذا يعني أن زمن التشغيل يجب أن لا يتجاوز الثلاث دورات على أساس نظم الـ
60 هرتز.
3- الانتقائية Selectivity:
بمعني أن نظام الوقاية يجب أن يعطي أعلي استمرارية ممكنة للخدمة مع أقل فصل
ممكن لنظام القوي.
4- بسيط واقتصادي Simplicity and Economy:
الاحتياج إلى كون النظام بسيط واقتصادي هو متطلب شائع فى أي تصميم هندسي
وبالتالي فى نظم الوقاية.
5- الحساسية Sensitivity:
أن يعمل المرحل طبقا للأحساس بأقل قيمة ضبط.


3- أنواع المرحلات
تنقسم المرحلات طبقًا لتركيبها وعملها إلى :
المرحلات الكهرومغناطيسية Electromagnetic
المرحلات الكهروحرارية Electro thermal relays
المرحلات الاستاتيكية Static relays
المرحلات الكهروديناميكية Electro - dynamic relays
المرحل الفيزيائي الكهربي Physical - electric relays
مرحلات الحاسوب Computer relays


4- مجالات التطبيق
• تيار أو جهد أو قدرة منخفضة Under current or vol***e or power relay
• تيار أو جهد أو قدرة مرتفعة Over current or vol***e or power relay
• مرحل لإنعكاس القدرة أو التيار Directional or reverse power or current
• مرحل تفاضلي Differential relay
• مرحل مسافة Distance relay
• مرحلى ممانعة Impedance relay


5- فترات التشغيل
• مرحل لحظي Instantaneous relay
• مرحل بزمن تأخير Definite time - lag relay
• مرحل عكسي Inverse time - lag relay
• مرحل عكسي ذو زمن تأخير Inverse definite minimum time lag
وشكل (1) يوضح العلاقة بين الوقت الذي يعمل فيه المرحل وقيمة التيار.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

6- تصنيف المرحلات
هناك طريقة لتصنيف المرحلات على حسب وظائفهم طبقا للتالي:
• مرحلات قياس
• مرحلات ( فتح وغلق ) (on - off) و يعرف أحيانا بمرحلات ( all or nothing )
وتتضمن مرحلات التأخر الزمني (Time-log) والمرحلات المساعدة ومرحلات الفصل
. والسمة الشائعة لهذه الفئة أن المرحل ليس له مستوي محدد للضبط ويتم
تغذيته بكمية معينة والتى إما تكون أعلي من القيمة التى يعمل عندها أو أقل
من القيمة التى يعاد عندها لوضعه الأصلي .

وفئة مرحلات القياس تتضمن عددا من الأنواع والسمة الشائعة لهذه الفئة أن
المرحل يعمل عند مستوي معين سبق ضبطه وتحديده وأمثلة على هذه المرحلات
كالآتي :-
1- مرحلات التيار:
وتعمل عند قيمة محددة للتيار وتشمل مرحلات زيادة التيار ومرحلات نقص
التيار .
2- مرحلات الجهد:
وتعمل عند قيمة محددة للجهد وتشمل مرحلات زيادة الجهد ومرحلات نقص الجهد
3- مرحلات القدرة:
وتعمل عند قيمة محددة للقدرة وتشمل مرحلات زيادة القدرة ومرحلات نقص القدرة

4- المرحلات الاتجاهية وتشمل:
ا- مرحلات التيار المتردد: وتعمل على أساس علاقة الطور الزاوي
بين الكميات المتناوبة ( المترددة ) .
ب- مرحلات التيار الثابت: وتعمل على أساس اتجاه التيار وغالبًا
لنظام المغناطيسي الثابت أو الملف المتحرك
5- مرحــلات التــــردد:
وتعمل عند قيمة محددة للتردد وتشمل مرحلات زيادة التردد ومرحلات نقص
التردد
6- مرحلات الحـــرارة:
وتعمل عند قيمة محددة لدرجة الحرارة خلال الجزء المحمي
7- المرحلات التفاضلية:
وتعمل على أساس الفرق بين كميتين مثل التيار أو الجهد ،وهكذا وهذا الفرق
يمكن أن يكون اتجاهي أو قياسي
8- مرحــــلات المعـــاوقة:
وتعمل على أساس المسافة بين محول قياس التيار والعطل والمسافة تقاس على
أساس قياس المقاومة أو المفاعلة أو المعاوقة.


 

[/size]